Zawieszenia pojazdów

Transkrypt

Zawieszenia pojazdów
Pojazdy - zawieszenia
Zawieszenia
pojazdów samochodowych
opracowanie mgr inż. Ireneusz Kulczyk – 2011 – 2012 – 2013 - 2015
Zespół Szkół Samochodowych w Bydgoszczy
Pojazdy - zawieszenia
Wykład podstawowy
Podział i rodzaje zawieszeń
Elementy konstrukcyjne
Elementy sprężyste
Elementy tłumiące - amortyzatory
Sprawdziany
Pojazdy – zawieszenia
Podział mas
Pojazd jest układem masowo-sprężystym, w którym wymuszenia zewnętrzne
o charakterze chwilowym powodują wytrącenie masy ze stanu równowagi statycznej. Masa
pojazdu m1 zamocowana jest na elementach sprężystych o sztywności „c” połączonych
z elementami m2 stanowiącymi masę elementów zawieszenia, hamulców i kół jezdnych.
Powoduje to podział pojazdu na dwie masy (rys. 1):
•
masę resorowaną (nadwozie i cześć układu napędowego), której drgania mają charakter
dużej amplitudy i małej częstotliwości;
•
masę nieresorowaną (koła jezdne, hamulce i osie), której drgania mają charakter małej
amplitudy i dużej częstotliwości;
m1 - masa resorowana
m2 - masa nieresorowana
Pojazdy – zawieszenia
Stopnie swobody mas
Każda masa może wykonać sześć składowych ruchów nazywanych sześcioma stopniami
swobody. (rys.2) Masa m1 samochodu wykazuje możliwość poruszania się:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
wzdłuż osi x
wokół osi x (kołysanie poprzeczne)
wzdłuż osi y
wokół osi y (kołysanie wzdłużne)
wzdłuż osi z
wokół osi z (zarzucanie pojazdu)
Składowe ruchy 1, 3 i 6 jako niepożądane
ogranicza się do minimum metodami
konstrukcyjnymi. Pozostałe ruchy (stopnie
swobody) ograniczane są w zakresie
umożliwiającym uzyskanie wymaganego
bezpieczeństwa i komfortu jazdy.
Pojazdy – zawieszenia
Ruchy bryły pojazdu względem osi
Z
Y
X
Pojazdy – zawieszenia
Wzajemny stosunek mas resorowanych do nieresorowanych
Duża masa nieresorowana widoczna z lewej może - zgodnie z trzecią zasadą dynamiki wywoływać
znaczne przyspieszenia masy resorowanej. Odwrotnie niż na wykresie przedstawionym z prawej strony,
gdzie nadwozie i pasażerowie lub ładunek są dobrze chronieni z powodu dużej masy resorowanej. Mała
masa nieresorowana nie jest w stanie wywołać dużych przyspieszeń masy resorowanej.
Im większy jest więc
stosunek
masy
resorowanej
do
nieresorowanej,
tym
pojazd pod względem
zawieszenia jest bardziej
komfortowy, a jazda nim
jest bardziej bezpieczna.
Ogumienie w stosunku
do mas nieresorowanych
spełnia takie zadanie,
jakie spełnia zawieszenie
w stosunku do mas
resorowanych
Pojazdy – zawieszenia
Częstotliwości drgań mas
Pojazdy – zawieszenia
Zawieszenie
Wzajemne przemieszczenia mas resorowanych i nieresorowanych w pojeździe samochodowym
realizowane są dzięki zastosowaniu zawieszenia.
Zawieszeniem samochodu nazywamy zespół elementów sprężystych, tłumiących
(amortyzatorów) i reakcyjnych (konstrukcyjnych, wodzących) łączący osie lub poszczególne koła
jezdne pojazdu z ramą nośną lub wprost z nadwoziem.
Pojazdy – zawieszenia
Podział zawieszeń ze względu na uzależnienie ruchu kół tej samej osi
1. sztywne (zależne);
2. niezależne;
3. półniezależne (belka skrętna);
Zawieszenie sztywne to takie, w których oba koła jezdne osadzone są na wspólnej
sztywnej osi związanej z ramą lub nadwoziem elementami sprężystymi lub
dodatkowymi elementami ustalającymi.
Zawieszenie niezależne to takie, w którym każde z kół połączone jest z nadwoziem
lub z ramą indywidualnie.
Zawieszenie półniezależne to takie, w którym niezależnie zawieszone na wahaczach
wzdłużnych koła jezdne połączone są belką skrętną.
Pojazdy – zawieszenia
Zadania zawieszenia
1. przenoszenie na kadłub pojazdu sił pionowych oraz sił poziomych
wzdłużnych i poprzecznych wywołanych reakcjami nawierzchni drogi na
koła samochodu w czasie jazdy;
2. zmniejszenie działających na masę resorowaną pionowych sił
dynamicznych wywołanych przez uderzenia kół o nierówności drogi;
3. ograniczenie przemieszczeń pionowych i przechyłów poprzecznych
nadwozia;
4. ograniczenie niektórych wzajemnych przemieszczeń mas resorowanych
w stosunku do mas nieresorowanych;
5. zapewnienie możliwie najlepszego i ciągłego docisku kół do
nawierzchni.
Pojazdy - zawieszenia
Podział zawieszeń
zależne
niezależne
2
półniezależne
oś łamana
wahaczowe
jednowahaczowe
1
oś sztywna
dwuwahaczowe
wielowahaczowe
3
wahacze wzdłużne
4
wahacze skośne
wahacze poprzeczne
5
równoramienne
6 nierównoramienne
kolumnowe
7
Mc Pherson
8
belka skrętna
Pojazdy – zawieszenie
1
Sztywna oś
Pojazdy – zawieszenie
2
Oś łamana
Pojazdy – zawieszenie
2
Oś łamana
Pojazdy – zawieszenie
3
wahacze wzdłużne
Pojazdy – zawieszenie
3
wahacze wzdłużne
Pojazdy – zawieszenie
4
wahacze skośne
Pojazdy – zawieszenie
5
wahacze poprzeczne równoramienne
6
wahacze poprzeczne trapezowe
Pojazdy – zawieszenie
7
Mc Pherson
1 – wahacz poprzeczny
2 – zwrotnica
3 – koło jezdne napędzane
4d
4 – kolumna prowadząca lub goleń
4
4c
5
4a – amortyzator teleskopowy
4b – gniazdo dolne sprężyny śrubowej
4b
4c – sprężyna śrubowa
4a
4d - gniazdo górne sprężyny śrubowej
6
5 – nadwozie
3
6 – półoś napędowa
2
Punkty mocowania koła do nadwozia
1
oś symetrii
nierzeczywistego sworznia zwrotnicy
Pojazdy – zawieszenie
7
Mc Pherson – warunki mocowania dolnego
Widok pojazdu z góry – u góry rysunków przód pojazdu
C
A
B
10
9
7
8
Elementy:
7 – wahacz rozwidlony
8 – wahacz pojedynczy
9 – mechaniczny stabilizator przechyłów
10 – drążek reakcyjny
8
8
Punkty mocowania koła do nadwozia
Przypadki mocowania dolnego:
A – z wahaczem rozwidlonym
B – z wahaczem pojedynczym + mechanicznym stabilizatorem przechyłów
C – z wahaczem pojedynczym + drążkiem reakcyjnym
Pojazdy – zawieszenie
7
Zawieszenie półniezależne – belka skrętna
oś obrotu wahacza
wahacz prawy
belka skrętna
wahacz lewy
oś obrotu wahacza
Pojazdy – zawieszenie
7
Zawieszenie półniezależne – belka skrętna
oś obrotu wahacza
belka skrętna
oś obrotu wahacza
wahacz prawy
wahacz lewy
oś obrotu kół jezdnych
VW Golf III
Pojazdy – zawieszenie
Elementy konstrukcyjne zawieszeń
Nazywamy nimi takie elementy konstrukcji zawieszenia kół jezdnych
pojazdu, które:
• określają drogę przemieszczania się koła jezdnego;
• ustalają jego maksymalne i minimalne wychylenie;
• ustalają precyzyjnie jego stałe położenie względem nadwozia
pojazdu;
• przejmują wszystkie obciążenia wynikające z poruszania się
pojazdu, których nie przejmują elementy sprężyste zawieszenia.
Rozróżnia się następujące rodzaje elementów konstrukcyjnych zawieszeń:
1. Wahacze
2. Drążki reakcyjne i ustalające
3. Mechaniczne stabilizatory przechyłów
4. Łączniki
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne
Wahacze
•
•
•
wahacz poprzeczny jest sztywnym elementem o
niezmiennej długości, który prowadząc koło jezdne
obraca się wokół osi równoległej do podłużnej osi
symetrii pojazdu;
wahacz wzdłużny jest sztywnym elementem o
niezmiennej długości,
który prowadząc koło
jezdne obraca się wokół osi prostopadłej do
podłużnej osi symetrii pojazdu.
W pojazdach samochodowych wahacz wzdłużny
jest zawsze wahaczem wleczonym tzn. oś obrotu
wahacza znajduje się przed osią obrotu koła
jezdnego;
wahacz ukośny jest sztywnym elementem o
niezmiennej długości, który prowadząc koło jezdne
obraca się ukośnie w stosunku do osi symetrii
pojazdu. Stosowany jest głównie w niezależnym
zawieszeniu kół tylnych;
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne - wahacze
Pod względem konstrukcyjnym wahacze dzielą
się na:
• pojedyncze - mocowane jednopunktowo do
nadwozia
lub
ramy
pomocniczej
(montażowej), a z drugiej strony przegubowo
do zwrotnicy lub do obsady czopa piasty koła
tylnego. Wymagają stosowania dodatkowych
elementów prowadzących;
• rozwidlone - mocowane dwupunktowo do
nadwozia
lub
ramy
pomocniczej
(montażowej), a z drugiej strony przegubowo
do zwrotnicy lub do obsady czopa piasty koła
tylnego;
Wahacze wykonuje się jako wytłaczane profile z blachy stalowej o przekroju
zamkniętym lub otwartym (Polonez), jako odlewy żeliwne(Cinquecento),
ze stopów lekkich (Al-Audi A8), albo jako odkuwki stalowe (Ford Sierra,
Scorpio).
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – drążki reakcyjne i ustalające
Drążki reakcyjne i ustalające
To sztywne elementy konstrukcyjne zawieszenia zabezpieczające przesuwanie się nadwozia
względem osi lub mostów napędowych pod wpływem wszelkich obciążeń zewnętrznych.
•
•
drążek reakcyjny ogranicza wzdłużne przemieszczenia wzajemne ramy lub
nadwozia pojazdu i jego osi lub mostu napędowego albo zawieszonego niezależnie
koła jezdnego powstające w wyniku działania siły napędowej lub siły hamowania;
drążek ustalający ogranicza poprzeczne lub skośne przemieszczenia ramy lub
nadwozia pojazdu i jego osi lub mostu napędowego albo zawieszonego niezależnie
koła jezdnego powstające w wyniku działania sił bocznych;
Typowe drążki ustalające stosuje się wówczas, gdy elementy zawieszenia nie nadają się
do przenoszenia obciążeń bocznych lub gdy boczne obciążenia zewnętrzne mogą
spowodować niepożądane odkształcenia elementów sprężystych.
Drążki reakcyjne i ustalające wykonuje się jako pręty lub rury o przekroju kołowym albo
owalnym ze stali konstrukcyjnej, zakończone uchami z tulejami metalowo-gumowymi
lub końcówkami gwintowanymi z podkładkami gumowymi i nakrętką mocowane do
wahacza z możliwością regulacji geometrii zawieszenia.
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – drążki reakcyjne i ustalające
drążek ustalający
drążek reakcyjny
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – drążki ustalające
1. Drążek Panharda
To drążek ustalający w zawieszeniu zazwyczaj kół tylnych ograniczający
przemieszczenia poprzeczne osi tylnej. Jego maksymalną długość ogranicza
tylko szerokość pojazdu i sposób jego zamocowania.
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – drążek Panharda
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne
1. Drążek Watta
To drążek ustalający znajdujący się na niewielkiej poprzecznicy przymocowanej do
spodniej części samochodu, tuż za linią środka tylnych kół. Składa się on z krótkiego
skrętnego drążka środkowego z przegubami kulowymi na obydwóch końcach, do których
przykręcone są poprzeczne drążki od kół, które zapobiegają poprzecznym ruchom
wahaczy wzdłużnych belki. Stosowany głównie przy zawieszeniu z belką skrętną.
W przypadku sztywnego mostu drążek środkowy zamocowany jest do mostu,
a drążki boczne do nadwozia.
Podczas jazdy na wprost budowa taka zapewnia znakomitą stabilność, zaś podczas
skręcania minimalizuje przechyły poprzeczne. Układ z drążkiem pochłania około 80%
wszystkich obciążeń poprzecznych działających na tylne zawieszenie. Ponadto drążek
Watta umożliwia zastosowanie bardziej miękkich amortyzatorów, które nie muszą już
rekompensować kosmetycznych zmian z tyłu samochodu, zapewniając w ten sposób
bardziej odpowiednie właściwości jezdne tylnej osi.
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – drążek Watta
Opel Astra IV – zawieszenie kół tylnych
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – drążek Watta
drążek ustalający Watta
drążek reakcyjny
Zawieszenie dostosowane do jazdy sportowej
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne –
Mechaniczny stabilizator przechyłów z łącznikami
Definicja: Stabilizator uzależnia wychylenia kół jezdnych tej samej osi przez częściowe
wyrównywanie niejednakowych obciążeń ich elementów sprężystych.
Może być wykonywany jako zespół zaworów poziomujących zawieszenia ze
sprężynami pneumatycznymi lub w postaci odpowiednio ukształtowanego drążka
skrętnego ze stali sprężynowej połączonego końcami z elementami zawieszenia kół tej
samej osi (może być połączony łącznikami), a w części centralnej przymocowanego do
nadwozia lub ramy przy pomocy tulei gumowych.
Skręcenie drążka jest proporcjonalne do różnicy ugięć prawego i lewego koła
jezdnego (jazda w łuku drogi, omijanie przeszkody, nierówny teren). Powoduje on wzrost
sztywności zawieszenia po stronie bardziej obciążonej oraz zmniejszenie sztywności
zawieszenia po stronie mniej obciążonej.
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – stabilizator przechyłów i łączniki
łącznik stabilizatora
przechyłów
łącznik stabilizatora
przechyłów
mocowanie
stabilizatora przechyłów
stabilizator przechyłów
Pojazdy – zawieszenie – elementy konstrukcyjne – stabilizator przechyłów i łączniki
łącznik stabilizatora
przechyłów
mocowanie
stabilizatora przechyłów
stabilizator przechyłów
Pojazdy – zawieszenie
Elementy sprężyste zawieszeń
W pojazdach samochodowych stosuje się następujące elementy sprężyste:
1. metalowe elementy sprężyste
• resory piórowe
• sprężyny śrubowe
• drążki skrętne
2. gumowe (zazwyczaj jako pomocnicze elementy sprężyste)
• tuleje gumowe
• tuleje metalowo-gumowe (silent-block)
• tuleje wahliwe
• odbojniki
3. pneumatyczne elementy sprężyste
• sprężyny pneumatyczne
4. hydropneumatyczne elementy sprężyste
• tzw. gruszki hydropneumatyczne
Pojazdy – zawieszenie
Resory piórowe
Składają się ze stalowych płaskowników – piór ze stali sprężynowej
poddanych obróbce cieplnej i kulowaniu. Mogą być również wykonane
z tworzyw sztucznych – kompozytów. Ilość piór (1 – 20).
Resory piórowe z reguły nie wymagają stosowania dodatkowych
elementów prowadzących oś.
Najczęściej stosowane resory to resory półeliptyczne zamocowane
równolegle do podłużnej osi symetrii pojazdu.
4
3
1a
1
4
2
Pojazdy – zawieszenie – resory piórowe
Resory przymocowane są do belki osi za pomocą strzemion.
Pojazdy – zawieszenie – resory piórowe
Pojazdy – zawieszenie – resory piórowe
Pojazdy – zawieszenie – resory piórowe
W celu poprawienia zdolności ładunkowej pojazdu stosuje się resory
o charakterystyce progresywnej.
3
4
2
1
3
5
Pojazdy – zawieszenie – resory piórowe
W celu poprawienia zdolności ładunkowej pojazdu stosuje się resory
o charakterystyce progresywnej.
3
3
2
1
Pojazdy – zawieszenie
Sprężyny śrubowe
Sprężyny cechuje znaczna odkształcalność oraz duża zdolność
akumulowania energii. Dzięki temu wraz z amortyzatorami spełniają
dwa podstawowe zadania:
• izolują nadwozie samochodu od drgań wywołanych
nierównościami nawierzchni drogi;
• utrzymują koła w ciągłym kontakcie z nawierzchnią drogi,
co jest warunkiem nadania przyśpieszenia, wykonania
hamowania lub skrętu samochodu.
Ukształtowanie zwojów końcowych ma istotne znaczenie dla pracy
sprężyny. Zaleca się, aby płaszczyzna styku tworzyła w miarę
możliwości pełny pierścień, w celu wyeliminowania mimośrodowego
obciążenia.
Pojazdy – zawieszenie – sprężyny śrubowe
Ze względu na budowę wyróżniamy następujące rodzaje sprężyn:
a) sprężyny cylindryczne- najczęściej stosowane sprężyny w budowie
zawieszeń pojazdów. Zapewniają one, przy stałym kącie wznoszenia
pręta stałą sztywność oraz pozwalają na duży stopień zautomatyzowania
produkcji;
b) sprężyny typu pigtail - zakończenie zwojów typu pigtail
(o zmniejszonej średnicy zwojów końcowych) pozwala na pewniejsze
zamocowanie sprężyny na elementach podporowych;
c) sprężyny typu mini-blok - charakteryzujące się zmienną średnicą pręta
oraz zmienną średnicą poszczególnych zwojów;
d) sprężyny typu side load i side load-2 (krzywo nawinięte).
Pojazdy – zawieszenie – sprężyny śrubowe
cylindryczna
pigtail
mini-blok
side load
krzywo nawinięta
Pojazdy – zawieszenie – sprężyny śrubowe
Ze względu na sposób przenoszenia obciążeń rozróżnia się sprężyny
o charakterystyce liniowej i progresywnej.
Pojazdy – zawieszenie – sprężyny śrubowe
Charakterystykę progresywną uzyskuje się metodami konstrukcyjnymi
(wykonawczymi) poprzez:
•
•
•
•
zmienną średnicę drutu
zmienny skok zwojów
zmienną średnicę zwojów
metody mieszane
Sprężyny śrubowe nie przenoszą obciążeń bocznych , wymagają więc
stosowania dodatkowych elementów prowadzących. Wykonane z drutu ze
stali sprężynowej o średnicy 10-20 mm. Końcówki zwojów mogą być
szlifowane.
Pojazdy – zawieszenie
Drążki skrętne
Wykonane w postaci pręta, rury lub pakietu płaskowników ze stali
sprężynowej. Przejmują wyłącznie obciążenia skręcające. W zawieszeniach
montowane:
• wzdłużnie – współpracują z wahaczami poprzecznymi
• poprzecznie – współpracują z wahaczami wzdłużnymi
w zawieszeniach kół tylnych.
Zawsze wymagają stosowania dodatkowych elementów konstrukcyjnych
prowadzących koło jezdne
Pojazdy – zawieszenie – drążki skrętne
Pojazdy – zawieszenie – drążki skrętne
Pojazdy – zawieszenie – drążki skrętne
Peugeot 206, Citroen Berlingo, Xsara Picasso
Pojazdy – zawieszenie – drążki skrętne
Wzdłużny drążek skrętny zawieszenia przedniego TATRA
Pojazdy – zawieszenie
Gumowe elementy sprężyste
Stosowane najczęściej jako elementy pomocnicze zawieszenia. Guma ma
dobre własności wibroizolacyjne, więc tuleje gumowe i metalowo – gumowe
(silent-block) stosuje się jako elementy konstrukcyjne mocowania wahaczy,
resorów, amortyzatorów etc. W tulejach metalowo – gumowych guma
przenosi obciążenia ścinające.
Ze względu na wadę gumy – skłonność do starzenia – gumę zastępują
materiały z tworzyw sztucznych.
Tuleja metalowo – gumowa
(silent-block)
1 – tuleja wewnętrzna stalowa
2 – tuleja zewnętrzna stalowa
3 – zawulkanizowana guma
Pojazdy – zawieszenie – gumowe elementy sprężyste
Tuleje gumowe resoru
Tuleja wahliwa wahacza
Pojazdy – zawieszenie – gumowe elementy sprężyste
Tuleje stabilizatora – gumowe i z tworzywa sztucznego
Pojazdy – zawieszenie
Pneumatyczne elementy sprężyste
•
•
•
Mają postać miecha gumowego o dwóch lub trzech fałdach,
wykonanego z gumy syntetycznej zbrojonej plecionką kordową,
zaciśniętego w metalowych obsadach.
Średnica miechów – sprężyn pneumatycznych to 200 – 300 mm,
robocze ciśnienie powietrza 0,9 – 1,3 MPa.
Zawór poziomujący ustala ciśnienie powietrza z zależności od
obciążenia pojazdu. Umożliwia to utrzymanie pojazdu w
wyznaczonym zakresie odległości nadwozia od powierzchni jezdni
oraz opuszczanie nadwozia w zależności od potrzeb przewozowych
(np. w autobusach komunikacji miejskiej).
Sprężyny pneumatyczne wymagają zastosowania układu sprężania
i magazynowania sprężonego powietrza (instalacji pneumatycznej lub
agregatu).
Pojazdy – zawieszenie – elementy sprężyste – pneumatyczne - budowa
2
3
1
3
5
4
4
1a
6
1b
7
8
Pojazdy – zawieszenie – elementy sprężyste – pneumatyczne - działanie
Dopompowywanie powietrza do sprężyn
Wypuszczanie powietrza ze sprężyn
Pojazdy – zawieszenie – elementy sprężyste – pneumatyczne – zawór poziomujący
1
3
2
3
6
5
4
1 – korpus
2 – zawór podwójny
3 – króciec do sprężyny
pneumatycznej
4 – nurnik
5 – uszczelniacz nurnika
6 - dźwignia
Pojazdy – zawieszenie – elementy sprężyste
Sprężyna pneumatyczna ze zwijaną powłoką
Pojazdy – zawieszenie – pneumatyczne elementy sprężyste
Sprężyna pneumatyczna dwufałdowa
Pojazdy – zawieszenie – pneumatyczne elementy sprężyste
Zestaw do montażu zawieszenia pneumatycznego w samochodzie osobowym / dostawczym
Pojazdy – zawieszenie
Hydropneumatyczne elementy sprężyste
Kolumny hydropneumatyczne stosowane
przy każdym z kół zawieszenia
hydropneumatycznego pełnią jednocześnie funkcję elementów sprężystych i tłumiących.
Kolumna hydropneumatyczna składa się z cylindra połączonego z przponowym
elementem hydropneumatycznym wykonanym w postaci stalowej kuli o niezmiennej
objętości.
W kulistym zbiorniku gumowa przepona dzieli przestrzeń na dwie części:
•
nad przeponą znajduje się azot o wstępnym ciśnieniu 5 – 7 MPa
•
pod przeponą znajduje się olej pod ciśnieniem 14 – 17 MPa. Przestrzeń ta
połączona jest z cylindrem kolumny prowadzącej. Wewnątrz cylindra
przemieszcza się tłok, którego tłoczysko jest połączone z wahaczem koła.
Pionowe ruchy koła podczas jazdy są przenoszone za pomocą wahacza i powodują ruch
tłoka w cylindrze. Wzrasta ciśnienie oleju, przepona ugina się i ciśnienie azotu w
zbiorniku górnym rośnie powodując w efekcie uzyskanie sprężynowania ściśliwego gazu.
Nieściśliwy olej nadaje się do tłumienia drgań poprzez przeciskanie go przez zespół
zaworów i kalibrowanych otworów.
Pojazdy – zawieszenie – hydropneumatyczne elementy sprężyste
ściskanie
rozciąganie
Pojazdy – zawieszenie – hydropneumatyczne elementy sprężyste
1
2
1. – element hydropneumatyczny
(gruszka)
2. – zespół zaworów i otworów
tłumiących
3. – króciec zasilający cylinder olejem
4. – tłok
5. – tłoczysko (połączone z wahaczem)
6. – cylinder siłownika hydraulicznego
3
4
5
6
Ciśnienie azotu – 5-7 MPa
Ciśnienie oleju – 14 -18 MPa
Pojazdy – zawieszenie
Amortyzatory
Amortyzator – to odrębne konstrukcyjnie urządzenie służące do tłumienia
nadmiernych drgań mas resorowanych i nieresorowanych poprzez zamianę energii
mechanicznej ruchu drgającego na energię cieplną odprowadzaną do otaczającej
atmosfery. Oznacza to, że amortyzator pochłania i rozprasza nadmiar energii
obciążeń dynamicznych.
Celem stosowania amortyzatorów jest uzyskanie płynnego ruchu samochodu
i wyeliminowanie zjawiska odrywania kół jezdnych od powierzchni drogi, przy
zachowaniu maksymalnego komfortu i przyczepności. Zależnie od przeznaczenia
zawieszenia jest to zawsze kompromis między komfortem a przyczepnością.
Pojazdy – zawieszenie
Podział amortyzatorów
1. Ze względu na rodzaj konstrukcji
• mechaniczne (cierne) - rozpraszające pochłanianą energię dzięki
oporom tarcia mechanicznego
• hydrauliczne - wytracające pochłanianą energię dzięki oporom
hydraulicznym przepływającej cieczy
o dźwigniowe
o teleskopowe
Pojazdy – zawieszenie
Podział amortyzatorów
2. Amortyzatory hydrauliczne ze względu na kierunek tłumienia
• o tłumieniu jednostronnym
• o tłumieniu dwustronnym
o symetrycznym
o asymetrycznym – tłumienie odbicia jest 2 – 5 razy większe niż
tłumienie ugięcia
3. Amortyzatory teleskopowe ze względu na budowę
• jednorurowe
• dwururowe
• jedno i dwururowe z poduszką gazu o wstępnym ciśnieniu – gazowe
• o zmiennej charakterystyce działania
4. Amortyzatory teleskopowe ze względu na sposób zamocowania
• ucho – ucho
• ucho – trzon (trzpień)
• trzon – trzon
• trzon – obejma (Mc Pherson)
• wkład wymienny - trzon
Pojazdy – zawieszenia
Pojęcie ugięcia i odbicia
X
Pojazdy – zawieszenie – amortyzator dwururowy hydrauliczny i gazowy – budowa
Elementy składowe:
1.
Cylinder roboczy
2.
Tłok
3.
Tłoczysko (trzon tłoka)
4.
Uszczelnienie tłoka
5.
Denko cylindra roboczego
6.
Cylinder zewnętrzny (zasobnika cieczy)
7.
Prowadnica tłoczyska
8.
Otwór przepływu cieczy (przecieków)
9.
Uszczelnienie bezciśnieniowe
10. Osłona zewnętrzna
11. Zawory jednokierunkowe z otworami
kalibrowanymi tłoka
12. Zawory jednokierunkowe z otworami
kalibrowanymi denka cylindra roboczego
13. Zamocowanie amortyzatora (przykładowe)
A, B Komory robocze
C
Zasobnik cieczy
Azot o ciśnieniu wstępnym p = 0,2 – 0,5 MPa
Pojazdy – zawieszenie – amortyzator dwururowy hydrauliczny i gazowy – działanie
Suw ugięcia:
1.
Tłok przesuwa się w kierunku komory B
2.
Wzrost ciśnienia w komorze B
3.
Tłoczysko wsuwa się do komory A
4.
Ciecz przepływa z komory B do komory A
5.
Nadmiar cieczy przepływa z komory B do
zasobnika cieczy C
6.
Ciśnienie azotu w zasobniku C rośnie
Suw odbicia:
1.
Tłok przesuwa się w kierunku komory A
2.
Wzrost ciśnienia w komorze A
3.
Tłoczysko wysuwa się z komory A
4.
Ciecz przepływa z komory A do komory B
5.
Przecieki z komory A przepływają przez
otwory przepływu cieczy w prowadnicy
tłoczyska do komory C
6.
Niedomiar cieczy przepływa z zasobnika C do
komory B
7.
Ciśnienie azotu w zasobniku C maleje
Pojazdy – zawieszenie – amortyzator jednorurowy gazowy – budowa
Elementy składowe:
1.
Cylinder roboczy
2.
Tłok
3.
Tłoczysko (trzon tłoka)
4.
Uszczelnienie tłoka
5.
Tłok pływający
6.
Uszczelnienie tłoka pływającego
7.
Prowadnica tłoczyska
8.
Uszczelnienie ciśnieniowe
9.
Osłona zewnętrzna
10. Zawory jednokierunkowe z otworami
kalibrowanymi tłoka
11. Zamocowanie amortyzatora (przykładowe)
A, B Komory robocze
C
Zasobnik gazu
Azot o ciśnieniu wstępnym p = 2-2,5 MPa
Pojazdy – zawieszenie – amortyzator jednorurowy gazowy – działanie
Suw ugięcia:
1.
Tłok przesuwa się w kierunku komory B
2.
Wzrost ciśnienia w komorze B
3.
Tłoczysko wsuwa się do komory A
4.
Ciecz przepływa z komory B do komory A
5.
Nadmiar cieczy przesuwa tłok pływający
powodując zmianę ciśnienia gazu w komorze C
6.
Ciśnienie azotu w zasobniku C rośnie
Suw odbicia:
1.
Tłok przesuwa się w kierunku komory A
2.
Wzrost ciśnienia w komorze A
3.
Tłoczysko wysuwa się z komory A
4.
Ciecz przepływa z komory A do komory B
5.
Niedomiar cieczy przesuwa tłok pływający
powodując zmianę ciśnienia gazu w komorze C
6.
Ciśnienie azotu w zasobniku C maleje
Pojazdy – zawieszenie – amortyzator dwururowy o zmiennej charakterystyce
Automatyczna zmiana charakterystyki
amortyzatora w wyniku przechyłów i obciążenia
pojazdu – Sensa Track (MONROE)
Strefa
kontroli
Strefa
komfortu
Strefa
kontroli
Elementy składowe:
1.
Cylinder roboczy
2.
Tłok
3.
Tłoczysko (trzon tłoka)
4.
Uszczelnienie tłoka
5.
Denko cylindra roboczego
6.
Cylinder zewnętrzny (zasobnika cieczy)
7.
Prowadnica tłoczyska
8.
Otwór przepływu cieczy (przecieków)
9.
Uszczelnienie bezciśnieniowe
10. Osłona zewnętrzna
11. Zawory jednokierunkowe z otworami
kalibrowanymi tłoka
12. Zawory jednokierunkowe z otworami
kalibrowanymi denka cylindra roboczego
13. Zamocowanie amortyzatora (przykładowe)
14. Rowek obejściowy PSD
A, B Komory robocze
C
Zasobnik cieczy
Pojazdy – zawieszenie – amortyzator dwururowy o zmiennej charakterystyce
Automatyczna zmiana charakterystyki
amortyzatora w wyniku przechyłów i obciążenia
pojazdu – Sensa Track Safe Tech (MONROE)
Strefa
kontroli
Strefa
komfortu
Strefa
kontroli
Elementy składowe:
1.
Cylinder roboczy
2.
Tłok
3.
Tłoczysko (trzon tłoka)
4.
Uszczelnienie tłoka
5.
Denko cylindra roboczego
6.
Cylinder zewnętrzny (zasobnika cieczy)
7.
Prowadnica tłoczyska
8.
Otwór przepływu cieczy (przecieków)
9.
Uszczelnienie bezciśnieniowe
10. Osłona zewnętrzna
11. Zawory jednokierunkowe z otworami
kalibrowanymi tłoka
12. Zawory jednokierunkowe z otworami
kalibrowanymi denka cylindra roboczego
13. Zamocowanie amortyzatora (przykładowe)
15. Rowek obejściowy PSD w kształcie łuku
A, B Komory robocze
C
Zasobnik cieczy
Pojazdy – zawieszenia
Dziękuję za uwagę
Kopiowanie i wykorzystanie bez zgody autora opracowania zastrzeżone
opracowanie mgr inż. Ireneusz Kulczyk
Zespół Szkół Samochodowych w Bydgoszczy – 2011 – 2012 – 2013 – 2014 - 2015

Podobne dokumenty